Антоциановые пищевые красители, общая информация

Антоциановые пищевые красители, общая информация

В статье рассматриваются растительные колоранты которые являются предметом исследования многих научных дисциплин. Предмет физической химии – выделение пигментов из растений и определение их химического строения, биохимия исследует процессы, приводящие к образованию окрашенных веществ, физиология изучает их локализацию и миграцию в органах растений, хемотаксономия использует наличие разных пигментов для классификации растений.

Аннотация статьи
длина волны
колорант
антоцианы
пингмент
пищевые красители
цвет
Ключевые слова

Цвет определяется способностью пигмента к поглощению света. Электромагнитные волны с длиной волны 400…700 нм составляют видимую часть солнечного излучения. Волны длиной 400…424 нм – это фиолетовый цвет, 424…491 – синий, 491…550 – зеленый, 550…585 – желтый, 585…647 – оранжевый, 647…740 нм – красный. Излучение с длиной волны меньше 400 нм – ультрафиолетовая, а с длиной волны более 740 нм – инфракрасная область спектра. Следует отметить, что окраска не всегда обусловлена избирательным поглощением света, так металлический цвет листьев некоторых растений объясняется преломлением света и рассеянием его с поверхности особых «оптических» чешуек или клеток. Но в большинстве случаев ответственными за окраску все-таки являются пигменты [1].

Растительные пигменты – это крупные органические молекулы, поглощающие свет определенной длины волны. В большинстве случаев «ответственными» за появление окраски являются определенные участки этих молекул, называемые хромофорами. Обычно хромофорный фрагмент состоит из группы атомов, объединенных в цепи или кольца с чередующимися одинарными и двойными связями (–С=С–С=С–) при этом, чем больше таких чередующихся связей, тем глубже окраска [1, 2]. Кроме того, поглощение света усиливается при наличии в молекуле кольцевых структур.

В растительных клетках чаще всего встречаются зеленые пигменты хлорофиллы, красные и синие антоцианы, желтые флавоны и флавонолы, желто-оранжевые каротиноиды и темные меланины. Каждая из этих групп представлена несколькими отличающимися по химическому строению, а следовательно, по поглощению света и окраске пигментами [1].

Не стоит забывать, что цвет пигмента может меняться и при изменении кислотности среды, температуры, при взаимодействии с различными веществами, поэтому важное значение имеет химический состав клеток, особенно вакуолярного сока [2]. Наконец, окраска растения зависит и от строения ткани, в которой содержатся пигменты: ее толщины, количества межклетников, плотности находящегося на поверхности клеток воскового налета и т.д. [1]

В растительном мире широко распространен белый цвет: белые цветки, белые стебли, белые пятна на листьях. Белый красящий пигмент называется бетулин и, накапливаясь в клетках коры молодых деревьев, окрашивает, например, ствол березы в знакомый нам белый цвет. Но у других растений причиной белой окраски, например, венчиков, являются обширные межклетники в сочетании с клетками, лишенными пигментов [1, 2]. Также в мире растений можно наблюдать и розовые, сиреневые, синие и фиолетовые цвета, которые определяет одна группа пигментов – антоцианы, впервые выделенные из цветков василька синего [1].

Ярко-красные розы, голубые васильки, фиолетовые анютины глазки содержат растворенные в клеточном соке антоцианы. Яблоки, вишни, виноград, черника, голубика, сок листьев и стеблей гречихи, краснокочанной капусты, листьев и корнеплодов столовой свеклы, молодая красная кора эвкалипта, красные осенние листья своим цветом тоже обязаны антоцианам. Если орган растения имеет голубой, синий, фиолетовый цвет, то нет никакого сомнения в том, что его окраска обусловлена антоцианами [1].

Антоцианы – это гликозиды, возникающие при соединении различных сахаров с циклическими соединениями, называемыми антоцианидинами. Содержатся антоцианы в клеточном соке (вакуолях), значительно реже – в клеточных оболочках [2]. В присутствии щелочи в молекулах антоцианов происходит перегруппировка двойных и ординарных связей между атомами углерода, что приводит к образованию нового хромофора – в щелочной среде антоцианы приобретают синий или сине-зеленый цвет, поэтому их можно использовать в качестве кислотно-щелочных индикаторов. При действии минеральных и органических кислот антоцианы образуют соли красного, при действии щелочей – синего цвета. На цвет антоцианов влияет также способность этих пигментов образовывать комплексные соединения с металлами [1, 2].

Строение антоцианов было установлено в 1913 году немецким биохимиком Рихардом Вильштеттером (1872 – 1942). Особенностью их строения является наличие в гетероциклическом кольце трехвалентного кислорода (оксония), благодаря чему они легко образуют соли [38]. В природе идентифицированы 35 мономерных антоцианидинов, при этом более 90% представленных антоцианов соответствуют шести англиконам: дельфинидин (Dp), цианидин (Cy), петунидин (Pt), пеонидин (Pn), пеларгонидин (Pg) и мальвидин (Mv) (рис. 1) [3].

Рис. 1. Структурные формулы основных антоцианидинов

Антоцианин – это пищевая красящая добавка под маркером Е163, относящаяся к группе антоцианов, источником получения которых является природное сырье, что делает их особо ценными. В качестве исходного сырья используются различные ягоды, фрукты и овощи: красный виноград, черника, шиповник, клубника, черная смородина, капуста краснокочанная и др.

Пищевая промышленность использует антоцианин для придания красивого цвета кондитерским изделиям, винам, особенно темным, соусам, безалкогольным напиткам, сокам, мороженому, молочным и кисломолочным продуктам питания, фруктовым добавкам. Также активно применяют антоцианин в косметической и фармацевтической промышленности, например, при окрашивании витаминов. Ниже, на рисунке 2 представлены промышленные образцы натуральных красителей на основе антоцианина.

https://varidobro.ru/img/84836ddfc36300d83ec099f5ceedb937.jpghttps://russsam.ru/wa-data/public/shop/products/91/61/6191/images/12445/12445.970.jpghttps://i8.rozetka.ua/goods/16371761/173732224_images_16371761694.jpghttps://100ing.ru/media/product/krasitel-pischevoj-zhidkij-karmin-0035-02-kg.png

Рис. 2. Предлагаемые на рынке образцы антоцианиновых пищевых красителей

Красители на основе антоцианина имеют легкий специфичный запах исходного растительного сырья, вкуса практически не чувствуется. Цветовой диапазон определяется кислотно-щелочной средой и варьируется от красных до голубых и зеленых спектров (чем меньше кислотность, тем цвет приобретает все более фиолетовый оттенок). Растворимость в воде почти стопроцентная, в отличие от спирта, в котором данный краситель практически нерастворим. Обладает нечувствительностью к уровню освещенности и к перепадам температуры.

Данный пищевой краситель безопасен для человеческого организма, что позволило допустить его использование в пищевой промышленности в странах европейского союза, и соответственно в России. Его суточная доза употребления составляет около двух с половиной миллиграмм на один килограмм веса человека. Надо добавить, что сырье, из которого получают краситель антоцианин (Е163), является не только безопасным, но и полезным для здоровья человека, что доказано различными результатами исследований на эту тему [4, 5, 6, 7, 8, 9].

Текст статьи
  1. Грищенко А., Кодацкая С. Игра цветов, или Пигменты в нашей жизни // Биология. -М.: Первое сентября, 2010. - № 6. - С. 24.
  2. Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей. М. : Химия, 1984. - 590 с.
  3. Тараховский Ю.С., Ким Ю.А., Абдрасилов Б.С., Музафаров Е.Н. Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина / отв. Ред. Е.И. Маевский. Пущино: Sуnchrobook, 2013. 310 c.
  4. Болотов, В.М. Пищевые красители: классификация, свойства, анализ, применение / В.М. Болотов, А.П. Нечаев, Л.А. Сарафанова. - СПб.: ГИОРД, 2008. -240с.
  5. Макаревич, А.М. Функции и свойства антоцианов растительного сырья / А.М. Макаревич [и др.] // Труды БГУ. -Минск: 2009. - Т. 4. - С. 147-157.
  6. Новотный, Дж.А. Антоцианины, флавоноиды и сердечно-сосудистые заболевания / Дж. А. Новотный // Вопросы диетологии. - 2014. - Т. 4. - № 3. - С. 28-31.
  7. Харламова O.A., Кафка Б.В. Натуральные пищевые красители. - М.: Пищевая пром-ть, 1979. 192 с.
  8. Судьина Е.Г., Лозовая Г.И. Использование растительного сырья для получения пищевых красителей // Пищ. пром-сть. Науч. произв. сб. - 1978. - №4. - С. 31-34.
  9. Пищевые добавки. Дополнения к «Медико-биологическим требованиям и санитарным нормам качества продовольственного сырья и пищевых продуктов». М. : Госкомсанэпиднадзор РФ, 1994. - 44 с.
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 27 февраля по 05 марта
Сегодня — последний день приема статей
Публикация электронной версии статьи происходит сразу после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии журнала
09 марта
Загрузка в elibrary
09 марта
Рассылка печатных экземпляров
15 марта